灵敏度分析_aspen
Aspen_Plus_模拟溶解度
溶剂：H2O 溶质：NaCl
定义物性（电解质）
பைடு நூலகம்
规定物流
定义物流1（溶剂）
规定物流
定义物流2（溶质）
规定设备运行状态
混合器
规定设备运行状态
换热器
灵敏度分析(建立灵敏度函数）
灵敏度因变量设置(即测量变量） （定义水中不溶NaCl固体为变量R)
灵敏度分析(建立灵敏度函数）
灵敏度自变量设置（操作变量设置） (换热器温度上、下限0-100度）
灵敏度分析（定义灵敏度函数）
绘图描述结果 (50-R)为水中已溶解的氯化钠
灵敏度分析
计算运行后得分析结果
灵敏度绘图
根据计算结果绘制溶解度曲线图
与溶解度曲线图对比
aspen精馏模拟步骤
Aspen精馏模拟的步骤一、板式塔工艺设计首先要知道工艺计算要算什么？要得到那些结果？如何算？然后再进行下面的计算步骤。
其次要知道你用的软件（或软件模块）能做什么，不能做什么？你如何借助它完成给定的设计任务。
设计方案，包括设计方法、路线、分析优化方案等，应该是设计开题报告中的一部份。
没有很好的设计方案，具体作时就会思路不清晰，足见开题的重要性。
下面给出工艺设计计算方案参考，希望借此对今后的结构和强度设计作一个详细的设计方案，明确的一下接下来所有工作详细步骤和方法，以便以后设计工作顺利进行。
板式塔工艺计算步骤1.物料衡算（手算）目的：求解 aspen 简捷设计模拟的输入条件。
容：(1) 组份分割，确定是否为清晰分割；(2)估计塔顶与塔底的组成。
得出结果：塔顶馏出液的中关键轻组份与关键重组份的回收率参考：《化工原理》有关精馏多组份物料平衡的容。
2.用简捷模块（DSTWU）进行设计计算目的：结合后面的灵敏度分析，确定合适的回流比和塔板数。
方法：选择设计计算，确定一个最小回流比倍数。
得出结果：理论塔板数、实际板数、加料板位置、回流比，蒸发率等等 RadFarce 所需要的所有数据。
3.灵敏度分析目的：1.研究回流比与塔径的关系（NT-R），确定合适的回流比与塔板数。
2.研究加料板位置对产品的影响，确定合适的加料板位置。
方法：可以作回流比与塔径的关系曲线（NT-R），从曲线上找到你所期望的回流比及塔板数。
得到结果：实际回流比、实际板数、加料板位置。
4. 用DSTWU再次计算目的：求解aspen塔详细计算所需要的输入参数。
方法：依据步骤3得到的结果，进行简捷计算。
得出结果：加料板位置、回流比，蒸发率等等 RadFarce 所需要的所有数据。
5. 用详细计算模块（RadFrace）进行初步设计计算目的：得出结构初步设计数据。
方法：用 RadFrace 模块的Tray Sizing（填料塔用PAking Sizing），利用第4步（DSTWU）得出的数据进行精确设计计算。
灵敏度分析报告aspen
第八章灵敏度分析目的：介绍灵敏度分析的用法，研究过程变量之间的关系。
（1）灵敏度分析●可使用户研究输入变量的变化对过程输出的影响●在灵敏度模块文件夹的Results表上能够查看结果●可以把结果绘制成曲线，使不同变量之间的关系更加形象化●在灵敏度模块中对流程输入量所做的改变不会影响模拟，灵敏度研究独立于基础工况模拟而运行●位于/Data/Model Analysis Tools/Sensitivity下（2）灵敏度分析的用法●研究输入变量的变化对过程（模型）的影响●用图表表示输入变量的影响●核实设计规定的解是否可行●初步优化●用准稳态方法研究时间变化变量（3）灵敏度分析应用步骤a）定义被测量（采集）变量-它们是在模拟中计算的参量，在第4步将要用到（Sensitivity Input Define页）b）定义被操作（改变的）变量-它们是要改变的流程变量（Sensitivity Input Vary页）c）定义被操作（改变的）变量围-被操作变量的变化可以按在一个间隔等距点或变量值列表来规定（SensitivityInput Vary页）d）规定要计算的或要制成表的参量-制表参量可以是任何合法的Fortran表达式，表达式含有步骤1中定义的变量(Sensitivity Input Tabulate页)（4）绘图a）选择包括X轴变量的列，然后选择从Plot菜单下选择X-Axis变量b）选择包括Y轴变量的列，然后选择从Plot菜单下选择Y-Axis变量c）（可选的）选择含有参数变量的列，然后从Plot菜单下选择参数变量d）从Plot菜单下选择Display Plot»要选择一列，用鼠标左键点击列标题（5）注意●只有被输入到流程中的参量才可以被改变或操作●可以改变多个输入●对于每一个被操作（改变的）变量的组合都运行一次模拟（6）灵敏度分析举例以第二章中苯和丙烯为原料合成异丙基苯为例，如下图：冷却器出口温度怎样影响产品物流纯度的？●被调节(被改变)变量是什么？冷凝器出口温度●被测量(采集)变量是什么？产品物流中异丙基苯纯度（摩尔分率）打开文件cumene.bkp，另存为cumene-s.bkp，如下图所示：在数据浏览窗口中，点击Model Analysis Tools/Sensitivity，如下图，点击N ew…创建一个新的灵敏度分析：点击New...按扭输入创建的灵敏度分析的ID，可以自己指定。
Aspen教程-4高级功能
ASPEN PLUS 高级功能报告人：宋维仁导师：漆志文教授华东理工大学联合化学反应工程研究所2010年6月30日星期三1主要内容灵敏度分析设计规定工况研究Windows应用程序间的交互操作功能2本页已使用福昕阅读器进行编辑。
福昕软件（Ｃ）２００５－２０１０，版权所有，仅供试用。
灵敏度分析灵敏度分析模块是用来分析和研究一个或多个流程操作变量的改变对其它流程变量的影响，它是做工况研究的一个最有用的工具，你可以用灵敏度分析模块来生成随进料物流、模块输入参数或其它输入参数的变化的模拟结果表和图，还可以用它来验证一个设计规定的解是否在操作变量的变化范围内，你甚至还可以用它来做简单的过程优化。
下面我们就以回收废水中的DMF为例来说明相关操作。
3灵敏度分析例子单击此按钮，进入Data Browser窗口。
下面这个例子将演示如何使用灵敏度分析功能来考察精馏塔column的进料位置对塔釜物流W中DMF的质量分数的影响。
4新建灵敏度分析ID点击Model Analysis Tools中的Sensitivity，点击右边的New按钮，出现如右图的对话框（即新建一个灵敏度分析任务的名称，可以采用默认名称，也可重新命名）。
5命名因变量在S-1-Input-Define页中，单击New，新建一个因变量，并且输入这个因变量的名称。
在本例中因变量就是塔釜出料W中DMF的质量分数。
6定义因变量3.Type选择质量分数Mass Frac2.选择物流变量4.物流选择W，组分选择DMF。
1.此页用于定义因变量的类型和内容。
5.单击，进入下一操作。
7定义自变量在S-1-Input-Vary页中，定义自变量的类型和内容。
本例中自变量为精馏塔Column的进料位置。
输入自变量的考察范围和步长。
8分析结果表输入在此页中定义将要得到的灵敏度分析结果表格中要显示的内容。
在第一列中输入数字1，后面输入要列表的因变量名称或因变量的表达式。
至此，灵敏度分析模块已输入完毕，点击运行按钮。
Aspen功能简介 (物性数据库)
Aspen Plus介绍 (物性数据库)•Aspen Plus---生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统•Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。
该项目称为“过程工程的先进系统”(AdvancedSystem for Process Engineering，简称ASPEN）,并于1981年底完成。
1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。
该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。
全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen Plus的用户。
它以严格的机理模型和先进的技术赢得广大用户的信赖，它具有以下特性：1.ASPEN PLUS有一个公认的跟踪记录，在一个工艺过程的制造的整个生命周期中提供巨大的经济效益，制造生命周期包括从研究与开发经过工程到生产。
2.ASPEN PLUS使用最新的软件工程技术通过它的Microsoft Windows 图形界面和交互式客户-服务器模拟结构使得工程生产力最大。
3.ASPEN PLUS拥有精确模拟范围广泛的实际应用所需的工程能力，这些实际应用包括从炼油到非理想化学系统到含电解质和固体的工艺过程。
4.ASPEN PLUS是AspenTech的集成聪明制造系统技术的一个核心部分，该技术能在你公司的整个过程工程基本设施范围内捕获过程专业知识并充分利用。
5.在实际应用中，ASPEN PLUS可以帮助工程师解决快速闪蒸计算、设计一个新的工艺过程、查找一个原油加工装置的故障或者优化一个乙烯全装置的操作等工程和操作的关键问。
Aspen Plus功能Aspen Plus AspenTech工程套装软件(AES)的一个成员，它是一套非常完整产品，特别对整个工厂、企业工程流程工程实践和优化和自动化有着非常重要的促进作用。
[能源化工]aspen讲义
![[能源化工]aspen讲义](https://img.taocdn.com/s3/m/36f0f7140640be1e650e52ea551810a6f424c859.png)
第一章前言第一节化工过程流程摸拟的基本概念一、化工过程流程模拟化工过程流程模拟就是借助计算机求解整个化工生产过程的数学模型，得到有关该化工过程的性能的信息。
二、稳态模拟和动态模拟化工流程模拟可分为稳态模拟和动态模拟。
稳态模拟是模拟一个稳态的化工生产操作过程。
一头是稳定地连续进料，中间经过一系列稳定连续的加工操作，最后从另一头稳定连续的提供出化工产品的工厂或装置都属于稳定操作过程。
我厂绝大多数生产装置都是稳态生产过程，例如，乙烯裂解装置、原油加工装置等。
动态模拟系统是模拟不稳定的生产过程，例如间歇操作反应釜的生产过程、装置的开停工过程都属于不稳定的生产过程。
目前，由于化工流程稳态模拟系统与动态模拟系统相比，较为成熟，且应用范围较广。
所以化工流程模拟一般是指化工流程稳态模拟。
三、化工过程流程模拟的应用范围化工过程流程模拟主要用于新装置的设计和指导现有装置操作。
化工过程流程模拟能够对化工过程进行稳态的热量和物料衡算、尺寸计算和费用计算、过程的技术经济评价及过程优化。
四、化工流程模拟系统化工流程模拟系统是能够用来实现化工流程模拟的一整套计算机程序，或软件系统。
五、通用和专用化工模拟系统从应用范围方面来看，化工流程模拟系统还可以分为专用的和通用的化工流程模拟系统。
专用化工流程模拟系统是针对特定流程专门开发的模拟系统，只能用于对该流程进行模拟的目的，不具有通用性。
例如，荷兰KTI公司的SPYRO软件便是一个只用于乙烯裂解炉的、稳态的、专用模拟软件。
通用化工流程模拟系统是指并非针对特定流程开发的、对不同流程均可适用的、带有通用性的化工流程模拟系统。
本课程所要讲的ASPEN PLUS 便是一个稳态的、通用化工流程模拟系统。
六、模拟系统的“三要素”系统模型、物性数据和解算方法是模拟的三个核心环节，缺一不可，亦称“模拟三要素”。
系统模型即描述化工系统性能的数学模型。
一个完整的系统模型，不仅必须包括组成此系统的各个单元模型，而且还包括能对系统结构给予明确表述的部分。
Aspen_Plus_模拟溶解度
灵敏度分析(建立灵敏度函数）
灵敏度自变量设置（操作变量设置） (换热器温度上、下限0-100度）
灵敏度分析（定义灵敏度函数）
绘图描述结果 (50-R)为水中已溶解的氯化钠
灵敏度分析
计算运行后得分析结果
灵敏度绘图
根据计算结果绘制溶解度曲线图
与溶解度曲线图对比
Aspen Plus 模拟溶解度
溶剂：H2O 溶质：NaCl
建立流程
流程由混合器和换热器组成
规定组分
溶液中的NaCl以离子状态存在
规定物流
定义物流2（溶质）
规定设备运行状态
混合器
规定设备运行状态
换热器
灵敏度分析(建ห้องสมุดไป่ตู้灵敏度函数）
灵敏度因变量设置(即测量变量） （定义水中不溶NaCl固体为变量R)
5 aspen教程-radfrac计算及灵敏度分析
3.稳态精馏过程模拟的建立本章将从二元体系的分离入手，详细介绍如何在Aspen Plus中采用严格精馏模型“RADFRAC”建立该模拟过程。
为了使稳态计算的结果能够用于动态模拟，本章中会详细指定塔、控制阀、泵等单元操作。
【例2】设计一精馏塔。
原料泡点进料，进料组成、塔顶产品要求见表。
操作压力为4.4atm。
要求塔顶采用全凝器，回流比为1.8。
热力学计算采用物性方法P ENG-ROB。
采用DSTWU 模块设计满足上述分离要求的精馏塔。
组分进料/kmol/h塔顶产品/kmol/h 丙烷5异丁烷10正丁烷30≥29.7248异戊烷20≤0.2247正戊烷15正己烷203.稳态精馏过程模拟—简捷蒸馏1 流程图绘制2 DSTWU结果查看2 DSTWU结果查看•最小回流比为1.32•实际回流比为1.8•最小理论板数为12.8•实际塔板数为24•进料板位置为第12块板•再沸器所需的热量为753.31kJ/sec •冷凝器所需的热量为688.95kJ/sec例3以例2为基础，由灵敏度分析工具，考察回流比的变化对实际塔板数的影响。
灵敏度分析定义方法：1）定义目标变量2）定义自变量3）规定表格•灵敏度分析定义方法：Data/ model analysis Tools(模型分析工具）/sensitivity(灵敏度分析）灵敏度分析对象管理器1）定义因变量（Flowsheet variable）1）定义因变量（Flowsheet variable）2）定义自变量(Vary)---回流比（RR）自1.2-10，步长为0.5变化3）规定表格(Tabulate)---规定需要软件计算的变量列表课堂练习：分析回流比对于再沸器热负荷和冷凝器的冷量的影响，将计算结果绘图运行计算，/Model Analysis Tools/Sensitivity/S-1/Results/，查看结果【例题4】采用Radfrac模块，核算【例题2】设计得到的精馏塔能否满足分离要求。
2(2)灵敏度分析
c j→ CB 0 2 1 0 2 基 x3 x1 x2 cj-zj x3 x1 15 5 b 35/2 11/2 -1/2
2 x1 0 1 0 0 0 1
1 x2 0 0 1 0 5 1
0 x3 1 0 0 0 1 0
0 x4 5/4 1/4 [-1/4] -1/4 0 0
0 x5 -15/2 -1/2 3/2 -1/2 0 1
-7
0 [2] 1 0 0 1 0
-1/2 0
最优生产计划应为每天生产7/2件家电Ⅰ， 51/4件家电Ⅲ。
分析参数aij的变化
灵 敏 度 分 析 举 例
例 在美佳公司的例子中，若家电Ⅱ每件需设备A,B和 调试工时变为8h、4h、1h，该产品的利润变为3元/件， 试重新确定该公司最优生产计划。
设生产工时变化后的新家电Ⅱ的生产量为x2′，其中：
（2）若家电Ⅰ的利润不变，则家电Ⅱ的利润在什 么范围内变化时，该公司的最优生产计划将不发 生变化？ 设家电Ⅱ的利润为（1+λ）元，如下
项目 CB 基 b 2 x1 1+λ x2 0 x3 0 x4 0 x5
0
2 1+λ
x3
x1 x2 cj-zj
15/2
7/2 3/2
0
1 0 0
0
0 1 0
1
0 0 0
15 / 2 1 / 2 3/2 3 7 4 0 2 2
1 P 6 0 0
5/4 1/ 4 1 / 4
cj→ CB 基 b
2 x1
1 x2
0 x3
0 x4
0 x5
3 x6
灵 敏 度 分 析 举 例
Aspen精馏模拟灵敏度分析与优化实例use
输入数据后的窗口如图 3.5 所示.
3.6 定义单元模型
图 3.5
第 11 页共 37 页 单击 N-> 快捷键, 进入模块定义页. 在此流程中只有 column /Dstwu 一个模型. 在窗口左 侧的目录树结构中选择的 Blocks 文件夹，可看到我们在流程图中定义的 B1 模块.
图 3.7-3
3.8 灵敏度分析 3.8.1 回流比对塔盘数的影响分析
在实际问题中我们比较关心一个变量随另一个变量变化的趋势，既所谓的灵敏度分析，这 一方法可用来进行流程的优化. 下面我们结合前面的实例，来介绍在 Aspen plus 中如何进行 灵敏度分析.
将“Data Browser”窗口切换至 input 页，选择左侧目录树中的 Model Aalysis Tools/sensitivity， 进入如图 3.8-1 所示的窗口. 按下面步骤进行灵敏度分析. （1）建立新灵敏度分析任务
图 3.1-6
至此，本节创建模拟流程任务完成，我们将在 N-> 快捷键引导下进入下一步操作.
3.2 模拟设置
单击 N-> 快捷键，进入初始化设置页面，如图 3.2-1. 用户可以对 Aspen Plus 做全局设置、 定义数据输入输出单位等. ·定义数据输入输出单位
Aspen plus 提供了英制、公斤米秒制、国际单位制三种单位制. 输入数据可以在输入时改 变单位，输出报告则按在此选择的单位制输出.
图 3.1-5
3）模块和物流命名 选择中流股/模块（单击流股/模块），点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择 rename stream
灵敏度分析 aspen
第八章灵敏度分析目得：介绍灵敏度分析得用法，研究过程变量之间得关系。
（1）灵敏度分析●可使用户研究输入变量得变化对过程输出得影响●在灵敏度模块文件夹得Results表上能够查瞧结果●可以把结果绘制成曲线，使不同变量之间得关系更加形象化●在灵敏度模块中对流程输入量所做得改变不会影响模拟，灵敏度研究独立于基础工况模拟而运行●位于/Data/Model Analysis Tools/Sensitivity下（2）灵敏度分析得用法●研究输入变量得变化对过程（模型）得影响●用图表表示输入变量得影响●核实设计规定得解就是否可行●初步优化●用准稳态方法研究时间变化变量（3）灵敏度分析应用步骤a）定义被测量（采集）变量-它们就是在模拟中计算得参量，在第4步将要用到（Sensitivity Input Define页）b）定义被操作（改变得）变量-它们就是要改变得流程变量（Sensitivity Input Vary页）c）定义被操作（改变得）变量范围-被操作变量得变化可以按在一个间隔内等距点或变量值列表来规定（Sensitivity Input Vary页）d）规定要计算得或要制成表得参量-制表参量可以就是任何合法得Fortran表达式，表达式含有步骤1中定义得变量(Sensitivity Input Tabulate页)（4）绘图a）选择包括X轴变量得列，然后选择从Plot菜单下选择X-Axis变量b）选择包括Y轴变量得列，然后选择从Plot菜单下选择Y-Axis变量c）（可选得）选择含有参数变量得列，然后从Plot菜单下选择参数变量d）从Plot菜单下选择Display Plot»要选择一列，用鼠标左键点击列标题（5）注意●只有被输入到流程中得参量才可以被改变或操作●可以改变多个输入●对于每一个被操作（改变得）变量得组合都运行一次模拟（6）灵敏度分析举例以第二章中苯与丙烯为原料合成异丙基苯为例，如下图：冷却器出口温度怎样影响产品物流纯度得？●被调节(被改变)变量就是什么？冷凝器出口温度●被测量(采集)变量就是什么？产品物流中异丙基苯纯度（摩尔分率）打开文件cumene、bkp，另存为cumene-s、bkp，如下图所示：在数据浏览窗口中，点击Model Analysis Tools/Sensitivity，如下图，点击N ew…创建一个新得灵敏度分析：点击New、、、按扭输入创建得灵敏度分析得ID，可以自己指定。
灵敏度分析-aspen
第八章灵敏度分析目的：介绍灵敏度分析的用法，研究过程变量之间的关系。
（1）灵敏度分析●可使用户研究输入变量的变化对过程输出的影响●在灵敏度模块文件夹的Results表上能够查看结果●可以把结果绘制成曲线，使不同变量之间的关系更加形象化●在灵敏度模块中对流程输入量所做的改变不会影响模拟，灵敏度研究独立于基础工况模拟而运行●位于/Data/Model Analysis Tools/Sensitivity下（2）灵敏度分析的用法●研究输入变量的变化对过程（模型）的影响●用图表表示输入变量的影响●核实设计规定的解是否可行●初步优化●用准稳态方法研究时间变化变量（3）灵敏度分析应用步骤a）定义被测量（采集）变量-它们是在模拟中计算的参量，在第4步将要用到（Sensitivity Input Define页）b）定义被操作（改变的）变量-它们是要改变的流程变量（Sensitivity Input Vary页）c）定义被操作（改变的）变量范围-被操作变量的变化可以按在一个间隔内等距点或变量值列表来规定（Sensitivity Input Vary页）d）规定要计算的或要制成表的参量-制表参量可以是任何合法的Fortran表达式，表达式含有步骤1中定义的变量(Sensitivity Input Tabulate页)（4）绘图a）选择包括X轴变量的列，然后选择从Plot菜单下选择X-Axis变量b）选择包括Y轴变量的列，然后选择从Plot菜单下选择Y-Axis变量c）（可选的）选择含有参数变量的列，然后从Plot菜单下选择参数变量d）从Plot菜单下选择Display Plot»要选择一列，用鼠标左键点击列标题（5）注意●只有被输入到流程中的参量才可以被改变或操作●可以改变多个输入●对于每一个被操作（改变的）变量的组合都运行一次模拟（6）灵敏度分析举例以第二章中苯和丙烯为原料合成异丙基苯为例，如下图：冷却器出口温度怎样影响产品物流纯度的？●被调节(被改变)变量是什么？冷凝器出口温度●被测量(采集)变量是什么？产品物流中异丙基苯纯度（摩尔分率）打开文件cumene.bkp，另存为cumene-s.bkp，如下图所示：在数据浏览窗口中，点击Model Analysis Tools/Sensitivity，如下图，点击N ew…创建一个新的灵敏度分析：点击New...按扭输入创建的灵敏度分析的ID，可以自己指定。
Aspen_Plus应用-塔器(北京化工大学)解析
49
3.2 模块数据输入
(5)Condenser设定
输入完成，按Next 键开始模拟计算
输入经过冷凝器 后的过冷温度。 （非必填项）
50
3.严格精馏模块RadFrac
3.3模拟运算及结果查看
(1)查看物流结果
达不到分离效果 可用设计规定来优化
51
3.严格精馏模块RadFrac
7
2.1建立工艺流程图
（3）选用模块: DSTWU
选取这三个不同的 图标，仅仅是外形 不同，功能是一样 的
DSTWU模型用于对 塔的简捷设计计算， 它可以估算最小回流 比和最小理论板数。
8
2.1建立工艺流程图
（4）连接流股
点击Material Streams 连接流股
Distillate 塔顶采出
2.简捷精馏模块DSTWU
2.3 模拟计算及结果查看
输入完成，ห้องสมุดไป่ตู้Data Brower键查看模拟结果
计算结束 无错误提示 无警告提示
25
2.简捷精馏模块DSTWU
2.3 模拟计算及结果查看
查看物流结果
塔顶甲醇分率满足： 甲醇回收率： 20138.8*0.999/ 质量分率0.999 (55000*0.268) =0.994≈0.995
b)输入描述信息 Description
c)输入帐号信息 Accounting
13
2.2前期输入
(1)输入全局变量
d)修改Report Options部分选项
Fraction basis Mole 选上 Mass 选上
14
2.2前期输入
(2)输入化学组分
（a）Formula 表项中 分别输入水和甲醇分子式 （b）Component 表项中 对化学组分重命名，便于自己识别 例： 甲基环戊烷 ID：METHY-01
Aspen_Plus_培训讲义4(完整版)
Slide 15 Li Kuiwu © 2002 Aspentech Beijing Office
第15页
培训讲义5.2: 模型分析工具---优化
Slide 16 Li Kuiwu © 2002 Aspentech Beijing Office
第16页
培训讲义5.2: 模型分析工具---优化
Slide 34 Li Kuiwu © 2002 Aspentech Beijing Office
第34页
培训讲义5.4: 模型分析工具---工况研究
Slide 35 Li Kuiwu © 2002 Aspentech Beijing Office
第35页
培训讲义5.4: 模型分析工具---工况研究
Slide 5 Li Kuiwu © 2002 Aspentech Beijing Office
第 5页
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析
Slide 6 Li Kuiwu © 2002 Aspentech Beijing Office
第 6页
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析
Slide 9 Li Kuiwu © 2002 Aspentech Beijing Office
第 9页
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析
计算结果
Slide 10 Li Kuiwu © 2002 Aspentech Beijing Office
第10页
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析
Slide 58 Li Kuiwu © 2002 Aspentech Beijing Office
第58页
综合练习—1:甲基环几烷回收塔
Aspen功能简介
Aspen功能简介Aspen Plus介绍(物性数据库)•Aspen Plus ---生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统•Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。
该项目称为“过程工程的先进系统”(Advanced System for Process Engineering，简称ASPEN）,并于1981年底完成。
1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为AspenPlus。
该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。
全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen Plus的用户。
它以严格的机理模型和先进的技术赢得广大用户的信赖，它具有以下特性：1.ASPEN PLUS有一个公认的跟踪记录，在一个工艺过程的制造的整个生命周期中提供巨大的经济效益，制造生命周期包括从研究与开发经过工程到生产。
2.ASPEN PLUS使用最新的软件工程技术通过它的Microsoft Windows 图形界面和交互式客户-服务器模拟结构使得工程生产力最大。
着非常重要的促进作用。
自动的把流程模型与工程知识数据库、投资分析，产品优化和其它许多商业流程结合。
Aspen Plus包括数据，物性，单元操作模型，内置缺省值，报告及为满足其它特殊工业应用所开发的功能。
比如像电解质模拟，Aspen Plus 主要的功能如下：Windows交互性界面：界面包括工艺流程图形视图，输入数据浏览视图，独特的"NEXT"专家向导系统，来引导用户进行完整的、一致的流程的定义。
图形向导：帮助用户很容易地把模拟结果创建成图形显示。
EO模型：方程模型有着先进参数管理和整个模拟的灵敏分析或者是模拟特定部分的分析。
ASPEN第7讲 灵敏度分析
Flash2 — 应用示例（1）
流量为 1000 kg/hr、压力为 0.2 MPa 温度为20℃ 、含丙酮 30%w、 水 70%w的物料进行部分蒸发回收丙 酮，求丙酮回收率为90%时的蒸发器 温度和热负荷以及汽、液两相的流量 和组成。
第七讲
灵敏度分析
分离单元的仿真设计
分离单元包含两大模块
塔设备模块 简单分离模块
简单分离单元模型
பைடு நூலகம்
简单分离模块包含五个模块
两相闪蒸器 三相闪蒸器
倾析器
组份分离器 两出口组份分离器
两出口组份分离器 两相闪蒸器 三相闪蒸器 倾析器 组份分离器
Flash2 两相闪蒸器
进行给定热力学条件下汽-液平 衡或汽-液-液平衡计算，输出一股 汽相和一股液相产物。用于模拟 闪蒸器、蒸发器、气液分离器等
aspen认识实习——苯甲苯精馏分离
作业2 苯-甲苯精馏分离（分字班）2011011743 分1 黄浩问题叙述：常压连续精馏塔，饱和液体加料，料液为苯-甲苯混合液，100kmol/h ，其中，苯含量0.44(摩尔分数,下同)，分离要求：- 塔顶出料含苯0.98以上 - 塔底出料含苯0.02以下应用Aspen Plus 的RadFrac 模型，设计一个满足上述要求的精馏塔。
要求： 1.使用灵敏度分析功能，分别研究题中进料位置N F 、塔顶采出量D 对塔底热负荷、塔顶产品浓度的影响规律。
2.能否找出一套参数（N T ,N F ,R,D ），满足塔顶和塔底产品的浓度要求，总塔板数尽可能少，再沸器的热负荷尽可能低。
解答过程：绘制流程图如下：使用参数：在预设参数下，所得结果为：B1FDB可见，预设参数合理，产品纯度可以达到要求。
第一小问：使用灵敏度分析，可得：（一）在塔顶采出量D=44kmol/hr时，进料位置N F对塔底热负荷的影响图：由上图可见，在当前参数N T、R和D的条件下，只要进料位置不在顶层，N F≠1，则塔底热负荷基本一致。
这是由于在物料参数确定的情况下，塔底再沸量是确定值，进料位置影响的只是再沸物料中二者的比例，又因为苯与甲苯的热化学性质十分相似，无论二者的比例是多少，热负荷都是基本不变的。
当然，如果F物料直接进入塔顶，那便失去了精馏过程，热负荷自然很低，因此N F=1时的情况是例外的。
（二）在塔顶采出量D=44kmol/hr时，进料位置N F对塔顶产品浓度的影响图：由上图可见，在当前参数N T 、R 和D 的条件下，随进料位置的下移，塔顶产品浓度先增加后减小，在N F ≈10时有极大值。
这是因为，随着进料位置的下移，组分的冷凝、再沸次数增加，使得塔顶物系点不断下移，向纯的易挥发组分靠拢。
然而，该精馏装置的塔顶、塔底采出量都已固定，如果进料位置过低，那么在塔底产物中，难挥发组分的就不可能有很高的纯度，因而塔顶的难挥发组分必然较多，致使纯度下降。
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第八章灵敏度分析
目的：介绍灵敏度分析的用法，研究过程变量之间的关系。
（1）灵敏度分析
●可使用户研究输入变量的变化对过程输出的影响
●在灵敏度模块文件夹的Results表上能够查看结果
●可以把结果绘制成曲线，使不同变量之间的关系更加形象化
●在灵敏度模块中对流程输入量所做的改变不会影响模拟，灵敏度研究独立于基础工
况模拟而运行
●位于/Data/Model Analysis Tools/Sensitivity下
（2）灵敏度分析的用法
●研究输入变量的变化对过程（模型）的影响
●用图表表示输入变量的影响
●核实设计规定的解是否可行
●初步优化
●用准稳态方法研究时间变化变量
（3）灵敏度分析应用步骤
a）定义被测量（采集）变量
-它们是在模拟中计算的参量，在第4步将要用到（Sensitivity Input Define页）b）定义被操作（改变的）变量
-它们是要改变的流程变量（Sensitivity Input Vary页）
c）定义被操作（改变的）变量围
-被操作变量的变化可以按在一个间隔等距点或变量值列表来规定（Sensitivity Input Vary页）
d）规定要计算的或要制成表的参量
-制表参量可以是任何合法的Fortran表达式，表达式含有步骤1中定义的变量(Sensitivity Input Tabulate页)
（4）绘图
a）选择包括X轴变量的列，然后选择从Plot菜单下选择X-Axis变量
b）选择包括Y轴变量的列，然后选择从Plot菜单下选择Y-Axis变量
c）（可选的）选择含有参数变量的列，然后从Plot菜单下选择参数变量
d）从Plot菜单下选择Display Plot
»要选择一列，用鼠标左键点击列标题
（5）注意
●只有被输入到流程中的参量才可以被改变或操作
●可以改变多个输入
●对于每一个被操作（改变的）变量的组合都运行一次模拟（6）灵敏度分析举例
以第二章中苯和丙烯为原料合成异丙基苯为例，如下图：
冷却器出口温度怎样影响产品物流纯度的？
●被调节(被改变)变量是什么？
冷凝器出口温度
●被测量(采集)变量是什么？
产品物流中异丙基苯纯度（摩尔分率）
打开文件cumene.bkp，另存为cumene-s.bkp，如下图所示：
在数据浏览窗口中，点击Model Analysis Tools/Sensitivity，如下图，点击N ew…创建一个新的灵敏度分析：
点击New...按扭
输入创建的灵敏度分析的ID，可以自己指定。
点击New...按扭
点击N ew…添加新的Fortran variable（Fortran变量）。
输入变量的名称，本例中输入PURITY，意指产品物流中异丙基苯纯度。
变量定义选项。
种类（Category）、类型（Type）、物流（Stream）、组分（Component）分别选物流（Streams）、摩尔分率（Mole-Frac）、产品（PRODUCT）、异丙基苯（CUMENE）。
点击Close按扭
设定Vary选项。
块变量（Block-Var）类型，冷凝器模块，温度变量，围100-300，步长5。
设定Tabulate选项，如下：
打开控制面板，运行如下：
查看结果如下：
选中冷凝器温度一列（第二列），点击下拉菜单Plot/X-Axis Variable，如下图：
选中产品纯度一列（第三列），点击下拉菜单Plot/Y-Axis Variable，如下图：
点击下拉菜单Plot/Display Plot，如下图：
得到不同冷凝器温度下产品物流中异丙基苯纯度曲线。